JPH08232604A - Erosion preventing device for steam turbine - Google Patents

Erosion preventing device for steam turbine

Info

Publication number
JPH08232604A
JPH08232604A JP3884695A JP3884695A JPH08232604A JP H08232604 A JPH08232604 A JP H08232604A JP 3884695 A JP3884695 A JP 3884695A JP 3884695 A JP3884695 A JP 3884695A JP H08232604 A JPH08232604 A JP H08232604A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
blade
outer peripheral
steam turbine
peripheral wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3884695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoharu Otomo
元晴 大友
Toshiyuki Harada
稔之 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3884695A priority Critical patent/JPH08232604A/en
Publication of JPH08232604A publication Critical patent/JPH08232604A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PURPOSE: To effectively prevent the erosion of a moving blade by surely preventing the drain, which flows on an outer peripheral wall surface of a nozzle, from flowing into the back side of the nozzle because of a secondary flow at a nozzle blade part. CONSTITUTION: An erosion preventing device is provided with an outer peripheral wall 1 forming an annular passage, which is enlarged toward the downstream in the direction of a turbine shaft, a plurality of nozzle blades 4, which are arranged at a certain interval along the circumferential direction on the inner surface side of this outer peripheral wall 1, and a moving blade 5, which is arranged on the rear stage side of this nozzle blade 4 and actuated by the wet steam that is supplied to the annular passage. In addition, a water-droplet- flow regulating means is prepared, which restricts the position in the radial direction of a water droplet, which flows from the outer peripheral surface wall 1 along the nozzle blade surface because of the secondary flow and which is blown off a nozzle rear edge 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、湿り蒸気で作動する蒸
気タービンの動翼のエロージョン防止対策技術に係り、
特に流路の外周壁を流れるドレンが二次流れによってノ
ズル背側に流れ込むことを防止するようにした蒸気ター
ビンのエロージョン防止装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for preventing erosion of moving blades of a steam turbine operating with wet steam,
In particular, the present invention relates to an erosion preventive device for a steam turbine that prevents a drain flowing through an outer peripheral wall of a flow path from flowing into a nozzle back side by a secondary flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力タービンの最終段付近や、飽和蒸気
を使用する原子力タービンの大部分の段落では、動翼が
多量の水滴を含んだ湿り蒸気中で作動している。このた
め、周速度の大きい動翼の入口縁に水滴が衝突すること
により、エロージョンの発生の問題が生じていた。特に
近年では、湿り度の大きい原子力タービンが増加すると
ともに、蒸気タービン全般が大容量化により最終段動翼
が長大なものになり、上述した問題への効果的な対策が
強く求められるようになってきた。
2. Description of the Related Art In the vicinity of the final stage of a thermal turbine and in most paragraphs of a nuclear turbine using saturated steam, the rotor blades are operated in wet steam containing a large amount of water droplets. For this reason, the water droplets collide with the inlet edge of the moving blade having a high peripheral speed, which causes a problem of erosion. Particularly in recent years, the number of nuclear turbines with high wetness has increased, and the overall capacity of steam turbines has also increased the size of the final stage rotor blades, so that effective measures against the above-mentioned problems are strongly required. Came.

【0003】図15は蒸気タービンの子午面における水
滴流線Nを示している。同図に示すように、蒸気流路の
ノズル外周壁面1を構成するノズル外輪2と、流路内周
壁を構成するノズル内輪3との間に、ノズル翼4が固定
されている。また、ノズル翼4の後方には動翼5が取り
付けられている。
FIG. 15 shows a water drop streamline N on the meridian plane of a steam turbine. As shown in the figure, nozzle vanes 4 are fixed between a nozzle outer ring 2 forming a nozzle outer peripheral wall surface 1 of a vapor flow path and a nozzle inner ring 3 forming a flow path inner peripheral wall. Further, a moving blade 5 is attached behind the nozzle blade 4.

【0004】湿り蒸気が流れる蒸気タービンの流路にお
いて、湿り蒸気が膨張して発生した微小水滴は、ノズル
翼4とその上下流段の動翼5,12とに衝突しながら集
合して大きな水滴になっていく。ノズル翼4の上流段の
動翼12に衝突した水滴は、その動翼12に振り切られ
てノズル外周壁面1に衝突し、このノズル外周壁面1上
のドレン流れとなる。すなわち、ノズル部でのドレン流
れは大きく分けると、ノズル翼4の表面上を流れるドレ
ン流れと、ノズル外周壁面1上を流れるドレン流れの2
つになる。
In the flow path of the steam turbine through which the moist steam flows, the minute water droplets generated by the expansion of the moist steam collide with the nozzle blade 4 and the moving blades 5 and 12 in the upstream and downstream stages thereof, and collect into large water droplets. Will become. The water droplets that collide with the moving blade 12 at the upstream stage of the nozzle blade 4 are shaken off by the moving blade 12 and collide with the nozzle outer peripheral wall surface 1 and become a drain flow on the nozzle outer peripheral wall surface 1. That is, the drain flow in the nozzle portion is roughly divided into two, a drain flow flowing on the surface of the nozzle blade 4 and a drain flow flowing on the nozzle outer peripheral wall surface 1.
Become one

【0005】図16はノズル翼表面における水滴の生成
状況を示している。同図に示すように、破線矢印で示す
水滴流fと、実線矢印で示す蒸気流eとが、ノズル翼4
に対して同一方向から流入するが、水滴流fは慣性力の
ために転向できず、ノズル腹面9に衝突して、そこに捕
集されるようになる。
FIG. 16 shows how water droplets are generated on the surface of the nozzle blade. As shown in the figure, the water droplet flow f indicated by the broken line arrow and the vapor flow e indicated by the solid line arrow form the nozzle blade 4
However, the water droplet flow f cannot be diverted due to inertial force and collides with the nozzle belly surface 9 and is collected there.

【0006】なお、水滴径が非常に大きくなると、水滴
流と蒸気流との前段動翼での出口相対速度が大きく異な
るため、水滴流は図16に破線矢印gで示すように蒸気
流とは異なる角度で流入し、ノズル背面7に衝突して、
そこに捕集される。このようにして、ノズル腹面9およ
びノズル背面7に捕集された水滴は、ノズル翼後縁11
から粗大水滴となって引き裂かれ、後段の動翼5に衝突
してこれを侵食することになる。
When the diameter of the water droplet becomes very large, the relative speeds of the water droplet flow and the steam flow at the outlet at the preceding rotor blade are greatly different. Therefore, the water drop flow is different from the steam flow as shown by the broken line arrow g in FIG. It flows in at different angles, collides with the back surface 7 of the nozzle,
It is collected there. In this way, the water droplets collected on the nozzle belly surface 9 and the nozzle back surface 7 are separated by the nozzle blade trailing edge 11
Coarse water droplets are torn from it and collide with the moving blade 5 in the subsequent stage to erode it.

【0007】また、湿り域で作動する蒸気タービンでは
翼長が長くなり、動翼内では、遠心力、コリオリ力、お
よび蒸気力による外周方向への運動が支配的となり、水
滴はノズル外周壁面1およびノズル翼4の外周部近傍に
付着することとなる。
Further, in a steam turbine operating in a wet region, the blade length becomes long, and the centrifugal force, the Coriolis force, and the steam force predominantly move in the outer peripheral direction in the moving blade, and water droplets form the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle. And it will adhere to the vicinity of the outer peripheral portion of the nozzle blade 4.

【0008】図17および図18は、それぞれノズル翼
4の翼面圧力分布およびノズル外周壁面1近傍での流れ
を示している。
17 and 18 show the pressure distribution on the blade surface of the nozzle blade 4 and the flow in the vicinity of the nozzle outer peripheral wall surface 1, respectively.

【0009】図17に示すように、ノズル翼4の表面圧
力は、ノズル腹面9で高く、ノズル背面7で低い。この
ため、ノズル翼4間の蒸気通路部では、図18に示すよ
うに、ノズル腹面9からノズル背面7へ向かう力Fが発
生する。特にノズル外周壁面1上では、蒸気の粘性によ
って蒸気主流方向の流速が遅くなるため、上述したノズ
ル腹面9からノズル背面7へ向かう力Fの影響が大きく
なる。したがって、ノズル外周壁面1では、ノズル腹面
9からノズル背面7へ向かう力Fにより、いわゆる二次
流れと呼ばれる渦流れVが発生する。
As shown in FIG. 17, the surface pressure of the nozzle vanes 4 is high on the nozzle belly surface 9 and low on the nozzle back surface 7. Therefore, in the steam passage portion between the nozzle blades 4, as shown in FIG. 18, a force F from the nozzle belly surface 9 to the nozzle back surface 7 is generated. In particular, on the nozzle outer peripheral wall surface 1, since the flow velocity in the main steam flow direction becomes slow due to the viscosity of the steam, the influence of the force F from the nozzle belly surface 9 to the nozzle back surface 7 becomes large. Therefore, on the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle, a vortex flow V, which is a so-called secondary flow, is generated by the force F from the nozzle belly surface 9 to the nozzle back surface 7.

【0010】図19はノズル外周壁面1を伝わる水滴流
線Nを示し、図20はノズル外周壁面1近傍の水滴流線
Nを立体的に示している。図19に示すように、ノズル
背面7には多くのドレンが流れ込み、このノズル背面7
に到達したドレンは図20に示すように、二次流れの影
響でノズル背面7上をノズル内輪1側へ移動しながらノ
ズル翼後縁11に到達し、粗大水滴となって引き裂か
れ、後段の動翼に衝突してそれを侵食する。
FIG. 19 shows a water drop streamline N that propagates along the nozzle outer peripheral wall surface 1, and FIG. 20 shows the water drop streamline N near the nozzle outer peripheral wall surface 3 in three dimensions. As shown in FIG. 19, a large amount of drain flows into the nozzle back surface 7, and the nozzle back surface 7
20, the drain reaches the nozzle blade trailing edge 11 while moving to the nozzle inner ring 1 side on the nozzle back face 7 due to the influence of the secondary flow, and is torn as a coarse water droplet and is torn in the latter stage. Collides with the blade and erodes it.

【0011】このような浸蝕を防止するため従来、蒸気
タービンの段落中の水滴を除去する装置が提案された
(例えば特公昭49−9522号)。図21および図2
2は、この提案による水滴除去装置の構成を示してい
る。図21はノズル翼の子午面での断面図であり、図2
2は図21のJ−J断面図である。
In order to prevent such erosion, a device for removing water droplets in a steam turbine has been conventionally proposed (for example, Japanese Patent Publication No. 49-9522). 21 and 2
2 shows the configuration of the water droplet removal device according to this proposal. 21 is a cross-sectional view of the nozzle blade on the meridian plane.
2 is a sectional view taken along line JJ of FIG.

【0012】この装置では、ノズル翼4と、このノズル
翼4を保持するノズル外輪2と、ノズル内輪3とが、全
て中空となっており、その各中空部18,19,20は
互いに連通している。そして、ノズル腹面9とノズル背
面7とに径方向に沿うスリット状の水滴吸込口8,6が
それぞれ穿設されるとともに、ノズル外周壁面1にも互
いに隣接する一のノズル翼4のノズル腹面9と他のノズ
ル翼4のノズル背面7との間に位置してスリット状の水
滴吸込口10が穿設されている。
In this apparatus, the nozzle vane 4, the nozzle outer ring 2 which holds the nozzle vane 4, and the nozzle inner ring 3 are all hollow, and the hollow portions 18, 19, 20 communicate with each other. ing. Then, slit-shaped water droplet suction ports 8 and 6 are formed in the nozzle belly surface 9 and the nozzle back surface 7 along the radial direction, respectively, and the nozzle belly surface 9 of one nozzle blade 4 adjacent to each other also on the nozzle outer peripheral wall surface 1. A slit-shaped water droplet suction port 10 is provided between the nozzle back surface 7 and the nozzle back surface 7 of the other nozzle blade 4.

【0013】ノズル外輪2側の中空部19は、図示しな
い復水器等の低圧源に連通しており、水滴吸込口6,
8,10から水滴の吸引が行われるようになっている。
ノズル腹面9を伝わった水滴は、そのノズル腹面9の水
滴吸込口8から、またノズル背面7を伝わった水滴は、
そのノズル背面7の水滴吸込口6から、それぞれ中空部
18に吸込され、さらにノズル外輪2側の中空部19か
ら復水器に流入するようになっている。また、ノズル外
周壁面1を伝わった水滴は、そのノズル外周壁面1の水
滴吸込口10から中空部19に吸引され、これも同様に
復水器に流入するようになっている。
The hollow portion 19 on the nozzle outer ring 2 side communicates with a low-pressure source such as a condenser (not shown), and the water droplet suction port 6,
Water droplets are sucked from 8 and 10.
The water droplets that have propagated through the nozzle belly surface 9 are from the water droplet suction port 8 of the nozzle belly surface 9 and those that have traveled through the nozzle back surface 7.
From the water droplet suction port 6 on the nozzle back surface 7, each is sucked into the hollow portion 18, and further flows into the condenser from the hollow portion 19 on the nozzle outer ring 2 side. Further, the water droplets that have propagated through the nozzle outer peripheral wall surface 1 are sucked into the hollow portion 19 from the water droplet suction port 10 of the nozzle outer peripheral wall surface 1, and this also flows into the condenser.

【0014】図23は、水滴吸込口を有するノズル翼4
についての水滴吸込口6,8の位置関係を示している。
水滴は、これらの水滴吸込口6,8を介して同一の中空
部18に吸込されることから、図23に示すように、ノ
ズル腹面9およびノズル背面7の、圧力が互いに等しい
位置に穿設される。
FIG. 23 shows a nozzle blade 4 having a water droplet suction port.
3 shows the positional relationship between the water droplet suction ports 6 and 8.
Since the water droplets are sucked into the same hollow portion 18 through these water droplet suction ports 6 and 8, as shown in FIG. 23, the nozzle belly surface 9 and the nozzle back surface 7 are bored at positions where the pressures are equal to each other. To be done.

【0015】一方、ノズル外周壁面1では、ドレンが前
述した水滴吸込口10にて吸込される。吸込側であるノ
ズル外輪2の中空部19の圧力は、ノズル翼4の中空部
18の圧力とほぼ等しいため、ノズル外輪2の水滴吸込
口10は図22に示したように、ノズル腹面9およびノ
ズル背面7の水滴吸込口6,8を結ぶ直線上に穿設され
している。
On the other hand, on the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle, the drain is sucked through the water droplet suction port 10 described above. Since the pressure in the hollow portion 19 of the nozzle outer ring 2 on the suction side is almost equal to the pressure in the hollow portion 18 of the nozzle vane 4, the water droplet suction port 10 of the nozzle outer ring 2 has a nozzle belly surface 9 and a nozzle belly surface 9 as shown in FIG. It is provided on a straight line connecting the water droplet suction ports 6 and 8 on the back surface 7 of the nozzle.

【0016】図24は、他の提案(特開平4−2462
05号)によるエロージョン低減装置の構成を示してい
る。この他の提案によると、図24に示すように、ノズ
ル翼4のノズル背面7に僅かな高さの水障壁23を設置
することにより、二次流れによって外周壁面1上からノ
ズル背面7へ流れ込むドレンをせき止めることができる
ようになっている。せき止められたドレンは、図示しな
い集水装置を用いて給水再熱器に案内される。
FIG. 24 shows another proposal (JP-A-4-2462).
No. 05) shows the configuration of the erosion reducing device. According to this other proposal, as shown in FIG. 24, a water barrier 23 having a slight height is installed on the nozzle back surface 7 of the nozzle blade 4, so that the secondary flow flows from the outer peripheral wall surface 1 to the nozzle back surface 7. The drain can be stopped. The dammed drain is guided to the feed water reheater by using a water collecting device (not shown).

【0017】このようにして、ノズル翼4およびノズル
外輪2の表面に沿って伝わる水滴を除去し、ノズル後縁
翼11での粗大水滴の発生を減少させて、動翼のエロー
ジョンの低減を図るようになっている。
In this way, the water droplets propagating along the surfaces of the nozzle blade 4 and the nozzle outer ring 2 are removed, and the generation of coarse water droplets on the nozzle trailing edge blade 11 is reduced, thereby reducing the erosion of the moving blade. It is like this.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところが実際には、上
述した従来の水滴除去装置を採用しても、必ずしも水滴
を十分に除去することができず、動翼のエロージョンが
発生していた。その理由を、以下に詳しく説明する。
However, actually, even if the above-mentioned conventional water drop removing device is adopted, it is not always possible to sufficiently remove the water drops, and erosion of the moving blade occurs. The reason will be described in detail below.

【0019】ノズル翼後縁11から引き裂かれた粗大水
滴による動翼のエロージョンを確実に防止するために
は、ノズル翼4の表面上のドレンを全て捕獲しなければ
ならない。その場合、ノズル翼4の表面上をノズル後縁
11に向かって流れるドレンをできるだけノズル翼4の
表面の下流にて捕獲する必要がある。
In order to reliably prevent the erosion of the moving blade due to the coarse water droplets torn from the trailing edge 11 of the nozzle blade, all the drain on the surface of the nozzle blade 4 must be captured. In that case, it is necessary to capture the drain flowing on the surface of the nozzle blade 4 toward the nozzle trailing edge 11 as much as possible downstream of the surface of the nozzle blade 4.

【0020】特に、前述したノズル外周壁面1上を流れ
るドレンは二次流れの影響でノズル背面7に流れ込むの
で、水滴吸込口6,8を可能な限りノズル翼後縁11側
に近付けるのが理想であるが、一般的には前述したよう
に、ノズル背面7の水滴吸込口6とノズル腹面9の水滴
吸込口8とは翼面上の等圧となる位置に配置されるた
め、ノズル腹面9の水滴吸込口8はノズル後縁側に、ノ
ズル背面7の水滴吸込口6はノズル前縁側にそれぞれ穿
設されることになる。
In particular, since the drain flowing on the nozzle outer peripheral wall surface 1 flows into the nozzle back surface 7 under the influence of the secondary flow, it is ideal that the water droplet suction ports 6 and 8 are as close to the nozzle blade trailing edge 11 side as possible. However, in general, as described above, since the water droplet suction port 6 on the nozzle back surface 7 and the water droplet suction port 8 on the nozzle belly surface 9 are arranged at positions where the pressure is equal on the blade surface, the nozzle belly surface 9 The water droplet suction port 8 is formed on the nozzle rear edge side, and the water droplet suction port 6 on the nozzle back surface 7 is formed on the nozzle front edge side.

【0021】また、ノズル翼4表面およびノズル外周壁
面1上を流れるドレンを全て捕獲するためには、ノズル
外周壁面1の水滴吸込口10をノズル翼4表面上の水滴
吸込口6,8に連通させる必要がある。しかし、ノズル
外周壁面1の水滴吸込口10をノズル表面上の水滴吸込
口6,8に連通させることには強度上の問題があるた
め、実際には間隔をあけている。
Further, in order to capture all the drainage flowing on the surface of the nozzle blade 4 and the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle, the water droplet suction port 10 of the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle is connected to the water droplet suction ports 6, 8 on the surface of the nozzle blade 4. Need to let. However, there is a problem in strength in communicating the water droplet suction port 10 of the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle with the water droplet suction ports 6 and 8 on the nozzle surface.

【0022】図25および図26は、前述した特公昭4
9−9522号の水滴吸込口6,8,10を設けた場合
の水滴流線Nを示している。
25 and 26 show the above-mentioned Japanese Patent Publication No.
The water drop streamline N when the water drop inlets 6, 8 and 10 of No. 9-9522 are provided is shown.

【0023】これらの図に示すように、水滴吸込口6,
8,10に掛からないところを流れるドレンMは、除去
されることなく前述した二次流れによってノズル背面7
を伝わり、ノズル翼後縁11に達し、蒸気力で吹き千切
られて粗大水滴となり、動翼を侵食する。
As shown in these figures, the water drop suction port 6,
The drain M flowing in the area not covered by 8 and 10 is not removed but is removed by the above-mentioned secondary flow to the nozzle rear surface 7
And reaches the trailing edge 11 of the nozzle blade and is blown off by steam force to form coarse water droplets, which erode the moving blade.

【0024】また、前述した特開平4−246205号
のノズル背面7上に僅かな高さの水障壁23を設置し、
二次流れによってドレンがノズル背面7に流れ込むこと
を防止するという技術では、モデル試験の結果による
と、僅かな高さの水障壁ではドレンがノズル内輪3側へ
流れるのを阻止できないことが明らかになった。その理
由は、ノズル背面7の後縁付近では二次流れの渦径が大
きく発達するので、ドレンが水障壁23を乗り越え、こ
の水障壁23を乗り越えたドレンがそのまま粗大水滴と
なってノズル翼後縁11から吹き飛ばされるためであ
る。
Further, a water barrier 23 having a slight height is installed on the back surface 7 of the nozzle of the above-mentioned JP-A-4-246205,
According to the result of the model test, it is clear that the technique of preventing the drain from flowing into the nozzle back surface 7 by the secondary flow cannot prevent the drain from flowing toward the nozzle inner ring 3 side with the water barrier having a slight height. became. The reason for this is that the vortex diameter of the secondary flow develops greatly near the trailing edge of the nozzle back surface 7, so the drain rides over the water barrier 23, and the drain that rides over this water barrier 23 becomes coarse water droplets as it is and after the nozzle blade. This is because it is blown off from the edge 11.

【0025】本発明はこのような種々の事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、ノズル外周壁面を流れるド
レンがノズル翼部での二次流れによってノズル背側に流
れ込むことを確実に防止し、動翼の侵食を有効的に防止
できる蒸気タービンのエロージョン防止装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of such various circumstances, and an object thereof is to reliably prevent the drain flowing on the outer peripheral wall surface of the nozzle from flowing into the back side of the nozzle by the secondary flow in the nozzle blade portion. However, it is another object of the present invention to provide an erosion prevention device for a steam turbine that can effectively prevent erosion of a moving blade.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、タービン軸方向下流側に向
って拡大する環状流路を構成する外周壁と、この外周壁
の内面側に円周方向に沿って間隔的に複数枚配置された
ノズル翼と、このノズル翼の後段側に配置され前記環状
流路に供給される湿り蒸気によって作動する動翼とを備
えた蒸気タービンにおいて、二次流れによって外周壁か
らノズル翼面上を伝わり、ノズル後縁端から吹き飛ばさ
れる水滴の半径方向の位置を規制する水滴流れ規制手段
を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 defines an outer peripheral wall forming an annular flow passage that expands toward the turbine axial direction downstream side, and an inner surface of the outer peripheral wall. Turbine equipped with a plurality of nozzle blades arranged at intervals along the circumferential direction on the side, and a moving blade arranged on the rear side of the nozzle blades and operated by the wet steam supplied to the annular flow path. In the above, a water drop flow restricting means is provided for restricting a radial position of a water drop that is transmitted from the outer peripheral wall on the nozzle blade surface by the secondary flow and is blown off from the nozzle trailing edge.

【0027】請求項2記載の発明は、請求項1記載の蒸
気タービンのエロージョン防止装置において、水滴流れ
規制手段として、タービンロータの回転中心を通る基準
ラジアル線に対してノズル翼をノズル腹面方向凸になる
形状に円周方向で湾曲または傾斜させたことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, in the erosion prevention device for a steam turbine according to the first aspect, the nozzle blades are convex toward the ventral surface of the nozzle with respect to a reference radial line passing through the rotation center of the turbine rotor, as water droplet flow restricting means. It is characterized in that it is curved or inclined in the circumferential direction to have a shape.

【0028】請求項3記載の発明は、請求項1記載の蒸
気タービンのエロージョン防止装置において、水滴流れ
規制手段は、ノズル外周壁面と平行に全周に取り付け
た、環状の仕切板であることを特徴とする蒸気タービン
のエロージョン防止装置。
According to a third aspect of the present invention, in the erosion preventive device for a steam turbine according to the first aspect, the water droplet flow restricting means is an annular partition plate which is attached to the entire circumference in parallel with the outer peripheral wall surface of the nozzle. Erosion prevention device for steam turbines.

【0029】請求項4の発明は、請求項3記載の蒸気タ
ービンのエロージョン防止装置において、ノズル翼の流
出角度をα、ノズル翼後縁から動翼前縁までの軸方向距
離をA、動翼半径をBとしたとき、仕切板端のノズル翼
後縁点での半径位置Rを、
According to a fourth aspect of the invention, in the steam turbine erosion prevention device according to the third aspect, the outflow angle of the nozzle blade is α, the axial distance from the nozzle blade trailing edge to the blade leading edge is A, and the moving blade is When the radius is B, the radial position R at the trailing edge of the nozzle blade at the end of the partition plate is

【数2】 となるように設定したことを特徴とする。[Equation 2] It is characterized by setting so that

【0030】請求項5記載の発明は、請求項3または4
記載の蒸気タービンのエロージョン防止装置において、
2枚以上のノズル翼、これらのノズル翼に設けられる仕
切板およびノズル内外輪が精密鋳造によって一体に製作
されており、これらノズル翼、仕切板およびノズル内外
輪が周方向で結合され、かつ前記仕切板同士はノズル翼
の腹側面と背側面との両方に突出した部分で結合されて
タービンノズルを構成していることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4.
In the erosion prevention device of the steam turbine described,
Two or more nozzle blades, partition plates provided on these nozzle blades and nozzle inner and outer rings are integrally manufactured by precision casting, and these nozzle blades, partition plates and nozzle inner and outer rings are joined in the circumferential direction, and It is characterized in that the partition plates are connected to each other at both the ventral side surface and the dorsal side surface of the nozzle blade to form a turbine nozzle.

【0031】請求項6記載の発明は、請求項1記載の蒸
気タービンのエロージョン防止装置において、水滴流れ
規制手段として、ノズル翼の腹側面と背側面とを貫通す
る孔を穿孔し、この貫通した孔のノズル翼背側面におけ
る開口部をノズル翼の外周側に向けはことを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the erosion preventive device for a steam turbine according to the first aspect, a hole penetrating the ventral side surface and the back side surface of the nozzle blade is bored as the water drop flow restricting means. The opening of the hole on the back side of the nozzle blade is directed toward the outer peripheral side of the nozzle blade.

【0032】[0032]

【作用】本発明によれば、水滴流れ規制手段によってノ
ズル翼後縁から吹き飛ばされる水滴の半径方向の位置を
規制することで、二次流れによって外周壁からノズル背
側上に流れ込むドレンを外周壁近傍にとどめることがて
き、ノズル翼後縁から吹き飛ばされたドレンが動翼に到
達する前にノズル外周壁に衝突させることにより、水滴
の衝突による動翼のエロージョンを防止することができ
る。
According to the present invention, by controlling the radial position of the water droplets blown off from the trailing edge of the nozzle blade by the water droplet flow regulating means, the drain flowing from the outer peripheral wall to the nozzle back side by the secondary flow can be prevented. It can be kept in the vicinity, and by causing the drain blown off from the trailing edge of the nozzle blade to collide with the outer peripheral wall of the nozzle before reaching the moving blade, erosion of the moving blade due to collision of water droplets can be prevented.

【0033】この場合、ノズル翼をタービンロータの回
転中心を通る基準ラジアル線に対してノズル腹面方向凸
になるように円周方向に湾曲または傾斜させることによ
り、二次流れによって外周壁からノズル翼の背面に流れ
込むドレンを、流体力によって効果的に外周壁近傍に押
し付け、ノズル翼後縁から吹き飛ばされる水滴の半径方
向の位置を高くすることにより、動翼の侵食を低減させ
ることができる。
In this case, the nozzle blade is curved or inclined in the circumferential direction so as to be convex toward the nozzle belly surface with respect to the reference radial line passing through the center of rotation of the turbine rotor, so that the secondary flow causes the nozzle blade to move from the outer peripheral wall to the nozzle blade. The erosion of the moving blade can be reduced by effectively pressing the drain flowing into the back surface of the nozzle to the vicinity of the outer peripheral wall by the fluid force and increasing the position of the water droplets blown off from the trailing edge of the nozzle blade in the radial direction.

【0034】また、二次流れによって外周壁からノズル
背面に流れ込むドレンを仕切板によりせき止め、ノズル
後縁から吹き飛ばされる水滴の半径方向の位置を高くす
ることにより、動翼の侵食を低減させることができる。
Further, the drain that flows from the outer peripheral wall to the back surface of the nozzle due to the secondary flow is blocked by the partition plate, and the position of the water droplets blown off from the trailing edge of the nozzle is increased in the radial direction to reduce the erosion of the moving blade. it can.

【0035】さらに、ノズル翼の腹側面と背側面との圧
力差により背側面を流れるドレンを外周壁近傍に移動さ
せ、また背側表面にて外周壁方向へ吹き付ける流体力に
より外周壁からノズル背面に流れ込むドレンを外周壁面
へ押し付け、ノズル後端から吹き飛ばされる水滴の半径
方向の位置を高くすることにより、動翼の侵食を低減さ
せることができる。
Further, due to the pressure difference between the ventral side surface and the back side surface of the nozzle blade, the drain flowing on the back side surface is moved to the vicinity of the outer peripheral wall, and the fluid force blown toward the outer peripheral wall at the back side surface causes the outer peripheral wall to move to the nozzle rear surface. The erosion of the moving blade can be reduced by pressing the drain flowing into the outer peripheral wall surface to increase the radial position of the water droplets blown off from the rear end of the nozzle.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明に係る蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来の構成と同一または対応する部分には同一の符
号を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a steam turbine erosion prevention device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same or corresponding portions as those of the conventional configuration will be described using the same reference numerals.

【0037】第1実施例(図1〜図3) 図1および図2は本実施例による蒸気タービンのエロー
ジョン防止装置の構成を示している。これら図1および
図2に示すように、蒸気流路のノズル外周壁面1を構成
するノズル外輪2と流路内周壁を構成するノズル内輪3
との間に、ノズル翼4が固定されている。また、ノズル
翼4の後方には動翼5が取り付けられている。
First Embodiment (FIGS. 1 to 3) FIGS. 1 and 2 show the structure of an erosion prevention device for a steam turbine according to this embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, a nozzle outer ring 2 forming a nozzle outer peripheral wall surface 1 of a vapor flow path and a nozzle inner ring 3 forming a flow path inner peripheral wall 3
The nozzle blades 4 are fixed between and. Further, a moving blade 5 is attached behind the nozzle blade 4.

【0038】ノズル背面7にはノズル背面吸込口6、ノ
ズル翼腹面9にはノズル腹面吸込口8、ノズル外周壁面
1にはノズル外周壁吸込口10がそれぞれ穿設されて、
水滴を吸込むようになっている。
A nozzle back surface suction port 6 is formed on the nozzle back surface 7, a nozzle belly surface suction port 8 is formed on the nozzle blade belly surface 9, and a nozzle outer peripheral wall suction port 10 is formed on the nozzle outer peripheral wall surface 1.
It is designed to absorb water drops.

【0039】そして図2に示すように、タービンロータ
の回転中心13を通る基準ラジアル線Gに対し、ノズル
翼4が、ノズル腹面方向で凸になるように円周方向に湾
曲形成され、これによって水滴流れ規制手段が構成され
ている。
As shown in FIG. 2, with respect to the reference radial line G passing through the center of rotation 13 of the turbine rotor, the nozzle blades 4 are curved in the circumferential direction so as to be convex in the nozzle belly direction. A water drop flow control means is configured.

【0040】次に、図3によって上記の構成からなる本
実施例の作用について説明する。図3は、ノズル流出方
向を立体的に示した図である。
Next, the operation of this embodiment having the above construction will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the nozzle outflow direction in three dimensions.

【0041】同図に示すように、ノズル翼4間での流体
の通過する流路には、最小通路としてのスロート21が
設けられており、このスロート21に対し、流体は直交
方向に流出する。
As shown in the figure, a throat 21 as a minimum passage is provided in the flow path through which the fluid passes between the nozzle blades 4, and the fluid flows out in a direction orthogonal to the throat 21. .

【0042】このスロート21を半径方向に積み重ねる
と、スロート面22となる。三次元的に考えると、流体
はスロート面22に対して直交方向に流出する。したが
って、二次流れによって、ノズル翼背面7を流れるドレ
ンは、流体力によってノズル外周壁面1側へ押し付けら
れるので、本実施例のように、ノズル後縁端11から吹
き飛ばされる水滴の半径方向の位置を高くすることによ
り、後段側の動翼5の先端側に水滴流れを規制し、動翼
5のエロージョンを防止することができる。
When the throats 21 are stacked in the radial direction, a throat surface 22 is formed. When considered three-dimensionally, the fluid flows out in a direction orthogonal to the throat surface 22. Therefore, since the drainage flowing on the nozzle blade back surface 7 is pressed against the nozzle outer peripheral wall surface 1 side by the secondary flow due to the fluid force, the radial position of the water droplets blown off from the nozzle trailing edge 11 as in the present embodiment. By increasing, the water droplet flow can be restricted to the tip end side of the moving blade 5 on the rear stage side, and erosion of the moving blade 5 can be prevented.

【0043】また、本実施例によると、ノズル外周壁面
1の水滴吸込口10が無い場合でも、ノズル外周壁面1
上を流れるドレンは全て動翼5のチップ回転半径よりも
外側に飛ばされ、従来設けられているドレンキャッチャ
ーにより全て除去できる。そのため、ノズル外周壁面吸
込口10を省略してもよい。
Further, according to the present embodiment, even when the water droplet suction port 10 on the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle is not provided, the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle is
All the drains flowing above are blown to the outside of the tip turning radius of the moving blade 5, and can be completely removed by the conventionally provided drain catcher. Therefore, the nozzle outer peripheral wall surface suction port 10 may be omitted.

【0044】第2実施例(図4および図5) 図4は本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止装
置の第2実施例の構成を示している。なお、前記第1実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
Second Embodiment (FIGS. 4 and 5) FIG. 4 shows the structure of a second embodiment of the erosion prevention device for a steam turbine according to the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

【0045】前記第1実施例と異なる点は、ノズル翼4
をタービンロータの回転中心を通る基準ラジアル線Gに
対してノズル腹面方向凸になるように円周方向に傾斜さ
せている点である。
The difference from the first embodiment is that the nozzle blade 4
With respect to the reference radial line G passing through the center of rotation of the turbine rotor, is inclined in the circumferential direction so as to be convex in the nozzle belly direction.

【0046】このような構成の本実施例によると、図5
に示すように、前記第1実施例と同様に、二次流れによ
ってノズル背面7を流れるドレンを流体力によってノズ
ル外周壁側へ押し付け、ノズル後縁端から吹き飛ばされ
る水滴の半径方向の位置を高くすることにより、動翼5
のエロージョンを防止することができる。
According to this embodiment having such a configuration, as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, as in the first embodiment, the drain flowing through the nozzle back surface 7 is pressed against the nozzle outer peripheral wall side by the secondary flow to increase the radial position of the water droplets blown off from the nozzle trailing edge. The moving blade 5
The erosion of can be prevented.

【0047】第3実施例(図6〜図8) 図6および図7は本発明に係る蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置の第3実施例の構成を示している。なお、
前記第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して説
明する。
Third Embodiment (FIGS. 6 to 8) FIGS. 6 and 7 show the construction of a third embodiment of the erosion prevention device for a steam turbine according to the present invention. In addition,
The same parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals and described.

【0048】図6および図7に示すように、本実施例で
はノズル外周壁面1と平行に、環状の仕切板14が全周
に亘って取り付けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, in this embodiment, an annular partition plate 14 is attached over the entire circumference in parallel with the nozzle outer peripheral wall surface 1.

【0049】そして、本実施例では図7に示すように、
2枚以上のノズル翼4と、ノズル内外輪2,3および仕
切板14からなるノズルを精密鋳造法にて加工し、それ
を複数合せて環状にすることによって、ノズル全体が形
成される。製造の際には、図7に示すように、各仕切板
14をそれらの先端が半ピッチ分突き出るように加工し
ておき、これらを後に結合する。
In this embodiment, as shown in FIG.
The entire nozzle is formed by processing a nozzle composed of two or more nozzle blades 4, nozzle inner and outer rings 2, 3 and partition plate 14 by a precision casting method, and combining a plurality of them into an annular shape. At the time of manufacturing, as shown in FIG. 7, each partition plate 14 is processed so that the tips thereof protrude by a half pitch, and these are joined later.

【0050】次に、上記の構成からなる本実施例の作用
について説明する。
Next, the operation of this embodiment having the above structure will be described.

【0051】前述したように、ノズル背面7上に僅かな
高さの水障壁17を設置しても二次流れによってドレン
がノズル外周壁面1上からノズル背面7へ流れ込むこと
をせき止めることはできない。そのため、完全にせき止
めるには、環状の仕切板14を全周に取り付ける必要が
ある。
As described above, even if the water barrier 17 having a slight height is installed on the nozzle back surface 7, it is not possible to prevent the drain from flowing into the nozzle back surface 7 from the nozzle outer peripheral wall surface 1 by the secondary flow. Therefore, in order to completely stop it, it is necessary to attach the annular partition plate 14 to the entire circumference.

【0052】図6において、ノズル外周壁面1と平行
に、環状の仕切板14を全周に取り付けることにより、
前述したノズル背面7を流れるドレンをせき止めてドレ
ンを動翼5のチップ回転半径よりも外側へ飛ばし、動翼
5のエロージョンを防止することができる。
In FIG. 6, an annular partition plate 14 is attached to the entire circumference in parallel with the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle,
It is possible to prevent the drainage flowing on the back surface 7 of the nozzle and to fly the drain to the outside of the tip turning radius of the moving blade 5 to prevent the erosion of the moving blade 5.

【0053】勿論、仕切板14の内面15上にも前段か
ら吹き飛ばされた水滴が仕切板14に付着するが、外周
壁面1上を流れるドレン量よりも圧倒的に少ないので、
動翼5のエロージョンには殆ど影響はない。
Of course, water droplets blown off from the previous stage also adhere to the partition plate 14 on the inner surface 15 of the partition plate 14, but since it is overwhelmingly smaller than the amount of drain flowing on the outer peripheral wall surface 1,
It has almost no effect on the erosion of the moving blade 5.

【0054】また、モデル試験によると、ノズル外周壁
面1上のドレンはノズル翼外周側端部の軸方向翼弦長C
の1/2より下流側においてノズル背面7に流入するの
で、仕切板14をC/2からノズル翼後縁11までとす
れば、仕切板14の内面15上の二次流れによる動翼5
のエロージョンは、殆ど防止できる。
Further, according to the model test, the drain on the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle is the axial chord length C of the end portion on the outer peripheral side of the nozzle blade.
Since it flows into the nozzle back surface 7 on the downstream side from 1/2 of the above, if the partition plate 14 is from C / 2 to the nozzle blade trailing edge 11, the moving blade 5 due to the secondary flow on the inner surface 15 of the partition plate 14
Most erosion can be prevented.

【0055】一方、水滴は主流の蒸気より比重が十分大
きく、主流の流体力に影響されずにノズル後縁11から
ノズル後縁線に直角に吹き飛ばされる。
On the other hand, the specific gravity of the water droplet is sufficiently larger than that of the steam of the main stream, and it is blown off from the nozzle trailing edge 11 at a right angle to the nozzle trailing edge line without being affected by the fluid force of the main stream.

【0056】図8は、ノズル後縁11から吹き飛ばされ
た水滴の軌跡を示したものである。本図において、ノズ
ル流出角度をα、ノズルチップ後縁から動翼チップ前縁
までの軸方向距離をA、動翼チップ回転半径Bとする。
また、ノズル後縁11から吹き飛ばされたドレンが動翼
チップ前縁に当たるときの、そのドレンのノズル後縁位
置16の半径距離をR、ドレンが動翼チップ前縁に当た
る衝突位置をDとする。
FIG. 8 shows the trajectory of water droplets blown off from the trailing edge 11 of the nozzle. In this figure, the nozzle outflow angle is α, the axial distance from the nozzle tip trailing edge to the blade tip front edge is A, and the blade tip rotation radius B is.
Further, when the drain blown off from the nozzle trailing edge 11 hits the blade tip front edge, the radial distance of the nozzle trailing edge position 16 of the drain is R, and the collision position where the drain hits the blade tip front edge is D.

【0057】本図に示した幾何学的形状により、With the geometrical shape shown in this figure,

【数3】 となれば、ドレンは動翼チップ前縁に到達する前に外周
壁に衝突する。よって、
(Equation 3) Then, the drain collides with the outer peripheral wall before reaching the leading edge of the blade tip. Therefore,

【数4】 のときはドレンは動翼5に当たらず、エロージョンを防
止できる。
[Equation 4] In the case of, the drain does not hit the moving blade 5 and erosion can be prevented.

【0058】第4実施例(図9〜図11) 図9は本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止装
置の第4実施例の構成を示している。なお、前記第1実
施例と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
Fourth Embodiment (FIGS. 9 to 11) FIG. 9 shows the structure of a fourth embodiment of the erosion prevention device for a steam turbine according to the present invention. The same parts as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

【0059】図9において、本実施例ではノズル翼4の
ノズル腹面9とノズル背面7の外周壁付近を貫通する複
数の孔17を穿設し、かつノズル背側の孔17の開口部
をノズル翼外周壁面1の方向に向けている。さらに、ノ
ズル腹面9とノズル背面7とを貫通する孔17の半径位
置は等しく設定されている。
In FIG. 9, in the present embodiment, a plurality of holes 17 penetrating the vicinity of the outer peripheral wall of the nozzle belly surface 9 and the nozzle back surface 7 of the nozzle blade 4 are formed, and the opening of the hole 17 on the back side of the nozzle is the nozzle. It is directed toward the blade outer peripheral wall surface 1. Further, the radial positions of the holes 17 penetrating the nozzle belly surface 9 and the nozzle back surface 7 are set to be equal.

【0060】次に、上記の構成からなる本実施例の作用
について説明する。
Next, the operation of this embodiment having the above structure will be described.

【0061】図10は、ノズル表面の圧力分布図であ
り、横軸にノズル翼の軸方向位置、縦軸に圧力を示し、
各々をノズル翼の軸方向距離とノズル翼入口全圧を用い
て無次元化している。ノズル背側の圧力bはノズル腹側
の圧力aよりも低いので、流体はノズル腹側から孔17
を介してノズル背側へ移動する。
FIG. 10 is a pressure distribution chart of the nozzle surface, where the horizontal axis represents the axial position of the nozzle blade and the vertical axis represents the pressure.
Each is made dimensionless by using the axial distance of the nozzle blade and the total pressure at the nozzle blade inlet. Since the pressure b on the nozzle back side is lower than the pressure a on the nozzle antinode side, the fluid flows from the nozzle antinode side to the hole 17
To the nozzle back side via.

【0062】図11はノズル背側の孔17の開口部の形
状を示している。この図11に示すように、ノズル翼背
側に開口した孔17をノズル翼外周壁面1の方向に向け
ることによって、孔17を通る流体が外周壁面1の方向
に向かって吹き出すので、二次流れによるノズル背面7
を流れるドレンを外周壁面1へ押し付けることができ
る。
FIG. 11 shows the shape of the opening of the hole 17 on the back side of the nozzle. As shown in FIG. 11, by directing the holes 17 that are open to the back of the nozzle blade toward the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle blade, the fluid passing through the holes 17 blows out toward the outer peripheral wall surface 1, so that the secondary flow Nozzle back surface 7
The drain flowing through can be pressed against the outer peripheral wall surface 1.

【0063】したがって、二次流れによってノズル背面
7を流れるドレンは流体力によりノズル外周壁側へ押し
付けられ、ノズル後縁から吹き飛ばされる水滴の半径方
向の位置を高くすることにより、動翼5のエロージョン
を防止することができる。
Therefore, the drainage flowing on the nozzle back surface 7 due to the secondary flow is pressed to the nozzle outer peripheral wall side by the fluid force, and the position of the water droplets blown off from the nozzle trailing edge is increased in the radial direction, so that the erosion of the moving blade 5 is increased. Can be prevented.

【0064】第5実施例(図12〜図14) 図12は本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止
装置の第5実施例の構成を示している。なお、前記第1
実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
Fifth Embodiment (FIGS. 12 to 14) FIG. 12 shows the structure of a fifth embodiment of the steam turbine erosion prevention device according to the present invention. The first
The same parts as those in the embodiment will be described with the same reference numerals.

【0065】図12に示すように、本実施例ではノズル
翼4のノズル腹面9とノズル背面7の外周壁付近を貫通
する孔18を穿孔し、かつ孔17のノズル背側での開口
部をノズル翼外周壁面1の方向に向けている。さらに、
ノズル腹面9の開口部の半径位置は、ノズル背面7の開
口部の半径位置よりも小さく設定されている。
As shown in FIG. 12, in this embodiment, a hole 18 penetrating the nozzle belly surface 9 of the nozzle blade 4 and the outer peripheral wall of the nozzle back surface 7 is bored, and the opening of the hole 17 on the back side of the nozzle is formed. It is directed toward the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle blade. further,
The radial position of the opening of the nozzle belly surface 9 is set smaller than the radial position of the opening of the nozzle back surface 7.

【0066】次に、上記の構成からなる本実施例の作用
について説明する。
Next, the operation of this embodiment having the above structure will be described.

【0067】図13は、ノズル表面の圧力分布図であ
り、前記第4実施例と同様に無次元化している。孔17
のノズル背側の開口部の圧力bはノズル腹側の開口部の
圧力cよりも低いので、ノズル腹側から孔17を介して
ノズル背側へ流体が移動する。
FIG. 13 is a pressure distribution diagram on the nozzle surface, which is dimensionless like the fourth embodiment. Hole 17
Since the pressure b at the nozzle back side opening is lower than the pressure c at the nozzle back side opening, the fluid moves from the nozzle back side to the nozzle back side through the hole 17.

【0068】図14は、孔17のノズル背側の開口部の
形状を示している。この図14に示すように、ノズル翼
背側に開口した孔17をノズル翼外周壁面1の方向に向
けることによって、孔17を通る流体が外周壁面1の方
向に向かって吹き出すので、二次流れによるノズル背面
7を流れるドレンを外周壁面1へ押し付けることができ
る。
FIG. 14 shows the shape of the opening of the hole 17 on the back side of the nozzle. As shown in FIG. 14, by directing the holes 17 opened on the back side of the nozzle blade toward the outer peripheral wall surface 1 of the nozzle blade, the fluid passing through the holes 17 is blown out toward the outer peripheral wall surface 1, so that the secondary flow is generated. The drain flowing through the nozzle back surface 7 can be pressed against the outer peripheral wall surface 1.

【0069】したがって、二次流れによってノズル背面
7を流れるドレンは、流体力によりノズル外周壁側へ押
し付けられ、ノズル後縁から吹き飛ばされる水滴の半径
方向の位置を高くすることにより、動翼5のエロージョ
ンを防止することができる。
Therefore, the drain flowing on the nozzle back surface 7 by the secondary flow is pressed against the outer peripheral wall side of the nozzle by the fluid force, and the position of the water droplets blown off from the trailing edge of the nozzle is increased in the radial direction, so that the moving blade 5 moves. Erosion can be prevented.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、二次流れによって外周壁からノズル背側上に流れ込
むドレンを外周壁近傍にとどめることがてき、ノズル翼
後縁から吹き飛ばされたドレンが動翼に到達する前にノ
ズル外周壁に衝突するので、水滴の衝突による動翼のエ
ロージョンを防止することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the secondary flow allows the drain flowing from the outer peripheral wall to the back side of the nozzle to be kept near the outer peripheral wall and blown off from the trailing edge of the nozzle blade. Since the drains collide with the outer peripheral wall of the nozzle before reaching the moving blade, it is possible to prevent erosion of the moving blade due to collision of water droplets.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止
装置の第1実施例におけるタービン構成を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a turbine configuration in a first embodiment of an erosion prevention device for a steam turbine according to the present invention.

【図2】図1に示すノズル翼のI−I矢視図。FIG. 2 is a view of the nozzle blade shown in FIG.

【図3】同実施例における流体の流出方向を示す説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view showing a fluid outflow direction in the embodiment.

【図4】本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止
装置の第2実施例におけるノズル翼をノズル出口方向か
ら見た図。
FIG. 4 is a view of a nozzle blade in a second embodiment of an erosion preventive device for a steam turbine according to the present invention, viewed from the nozzle outlet direction.

【図5】同実施例における流体の流出方向を示す説明
図。
FIG. 5 is an explanatory view showing the outflow direction of the fluid in the embodiment.

【図6】本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止
装置の第3実施例におけるタービン構成を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a turbine configuration in a third embodiment of the steam turbine erosion prevention device according to the present invention.

【図7】同実施例におけるノズルの組立方法を示す説明
図。
FIG. 7 is an explanatory view showing a method of assembling the nozzle in the embodiment.

【図8】同実施例におけるノズル後縁から吹き飛ばされ
たドレンの移動距離を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a moving distance of the drain blown off from the trailing edge of the nozzle in the embodiment.

【図9】本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防止
装置の第4実施例におけるタービン構成を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a turbine configuration in a fourth embodiment of an erosion prevention device for a steam turbine according to the present invention.

【図10】同実施例における同一半径高さでの翼面圧力
を示す図。
FIG. 10 is a view showing blade surface pressure at the same radial height in the example.

【図11】同実施例における孔のノズル背側での開口位
置を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing an opening position of a hole on the back side of a nozzle in the embodiment.

【図12】本発明に係る蒸気タービンのエロージョン防
止装置の第5実施例におけるタービン構成を示す断面
図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a turbine configuration of a steam turbine erosion prevention device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】同実施例における異なった半径位置での翼面
圧力を示す図。
FIG. 13 is a view showing blade surface pressures at different radial positions in the example.

【図14】同実施例における孔のノズル背側での開口位
置を示す図。
FIG. 14 is a view showing an opening position of a hole on the back side of a nozzle in the embodiment.

【図15】蒸気タービンにおける段落での水滴流線を示
す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a water droplet streamline at a paragraph in a steam turbine.

【図16】ノズル翼表面の水滴の生成状況を示す説明
図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a generation state of water droplets on the surface of a nozzle blade.

【図17】ノズル翼表面の圧力分布図。FIG. 17 is a pressure distribution diagram of the nozzle blade surface.

【図18】ノズル外周壁近傍の渦流れを示す説明図。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a vortex flow near the outer peripheral wall of the nozzle.

【図19】ノズル外周壁面での水滴流線図。FIG. 19 is a water droplet streamline diagram on the outer peripheral wall surface of the nozzle.

【図20】ノズル外周壁近傍での水滴流線図。FIG. 20 is a water drop stream diagram in the vicinity of the outer peripheral wall of the nozzle.

【図21】従来のエロージョン防止装置を示すノズル断
面図。
FIG. 21 is a nozzle cross-sectional view showing a conventional erosion prevention device.

【図22】図21に示す外周壁面のJ−J線断面図。22 is a cross-sectional view taken along the line JJ of the outer peripheral wall surface shown in FIG.

【図23】図21に示すノズル翼の表面の水滴吸込口の
位置を示す説明図。
23 is an explanatory view showing the position of a water droplet suction port on the surface of the nozzle blade shown in FIG. 21.

【図24】他の従来例を示すもので、ノズル翼と水障壁
を示す説明図。
FIG. 24 is an explanatory view showing another conventional example and showing a nozzle blade and a water barrier.

【図25】外周壁面に水滴吸込口を設けたときの外周壁
面上の水滴流線図。
FIG. 25 is a waterdrop streamline diagram on the outer peripheral wall surface when the outer peripheral wall surface is provided with a water droplet inlet.

【図26】外周壁面上とノズル背側の各々に水滴吸込口
を設けたときの外周壁近傍の水滴流線図。
FIG. 26 is a water droplet streamline diagram in the vicinity of the outer peripheral wall when water droplet suction ports are provided on the outer peripheral wall surface and on the nozzle back side, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル外周壁面 2 ノズル外輪 3 ノズル内輪 4 ノズル翼 5 動翼 6 ノズル背面吸込口 7 ノズル背面 8 ノズル腹面吸込口 9 ノズル腹面 10 ノズル外周壁面吸込口 11 ノズル後縁 12 動翼 13 回転中心線 14 仕切板 15 仕切板内面 16 仕切板ノズル後縁半径位置 17 ノズル背面を貫通する孔 18 ノズル翼中空部 19 ノズル外輪中空部 20 ノズル内輪中空部 21 スロート 22 スロート面 23 水障面 A 仕切板ノズル後縁点から動翼チップ前縁までの距離 B 動翼チップ半径 C ノズル外周側端部の軸方向翼弦長 D 水滴の衝突位置 F ノズル腹面から背面に向かう力 G 基準ラジアル線 H ノズル後縁での水滴半径 M,N 水滴流線 R 仕切板のノズル後縁部半径 V 渦流れ α ノズル流出角度 a ノズル腹側外周壁付近の圧力 b ノズル背側外周壁付近の圧力 c 任意のノズル腹側圧力 d 任意のノズル背側圧力 e 蒸気流線 f,g 水滴流線 1 Nozzle Outer Wall Surface 2 Nozzle Outer Ring 3 Nozzle Inner Ring 4 Nozzle Blade 5 Moving Blade 6 Nozzle Back Suction Port 7 Nozzle Back Surface 8 Nozzle Vent Face Suction Port 9 Nozzle Vent Face 10 Nozzle Outer Wall Suction Port 11 Nozzle Trailing Edge 12 Moving Blade 13 Rotation Center Line 14 Partition plate 15 Partition plate inner surface 16 Partition plate nozzle trailing edge radial position 17 Hole penetrating the nozzle back surface 18 Nozzle blade hollow part 19 Nozzle outer ring hollow part 20 Nozzle inner ring hollow part 21 Throat 22 Throat surface 23 Water barrier surface A After partition plate nozzle Distance from edge point to blade tip front edge B Blade tip radius C Axial chord length of nozzle outer edge D Collision position of water droplet F Force from nozzle vent face to back face G Standard radial line H At nozzle trailing edge Droplet radius M, N Droplet streamline R Nozzle trailing edge radius of partition V Vortex flow α Nozzle outflow angle a Nozzle ventral side wall b near the nozzle dorsal peripheral wall pressure c any nozzle ventral pressure d any nozzle back side pressure e vapor streamlines f, g water droplets streamlines

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 タービン軸方向下流側に向って拡大する
環状流路を構成する外周壁と、この外周壁の内面側に円
周方向に沿って間隔的に複数枚配置されたノズル翼と、
このノズル翼の後段側に配置され前記環状流路に供給さ
れる湿り蒸気によって作動する動翼とを備えた蒸気ター
ビンにおいて、二次流れによって外周壁からノズル翼面
上を伝わり、ノズル後縁端から吹き飛ばされる水滴の半
径方向の位置を規制する水滴流れ規制手段を設けたこと
を特徴とする蒸気タービンのエロージョン防止装置。
1. An outer peripheral wall forming an annular flow path that expands toward the downstream side in the turbine axial direction, and a plurality of nozzle blades arranged on the inner surface side of the outer peripheral wall at intervals along the circumferential direction,
In a steam turbine equipped with a moving blade that is arranged on the subsequent stage side of this nozzle blade and that is operated by the wet steam supplied to the annular flow path, the secondary flow propagates from the outer peripheral wall onto the nozzle blade surface, and the nozzle trailing edge An erosion preventive device for a steam turbine, comprising: a water drop flow restricting means for restricting a radial position of a water drop blown off from the steam turbine.
【請求項2】 請求項1記載の蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置において、水滴流れ規制手段として、ター
ビンロータの回転中心を通る基準ラジアル線に対してノ
ズル翼をノズル腹面方向凸になる形状に円周方向で湾曲
または傾斜させたことを特徴とする蒸気タービンのエロ
ージョン防止装置。
2. The erosion preventive device for a steam turbine according to claim 1, wherein, as the water drop flow restricting means, the nozzle blade is formed into a convex shape in the nozzle abdominal direction with respect to a reference radial line passing through the rotation center of the turbine rotor. An erosion preventive device for a steam turbine, which is curved or inclined in a direction.
【請求項3】 請求項1記載の蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置において、水滴流れ規制手段は、ノズル外
周壁面と平行に全周に取り付けた、環状の仕切板である
ことを特徴とする蒸気タービンのエロージョン防止装
置。
3. The steam turbine erosion prevention device according to claim 1, wherein the water droplet flow restricting means is an annular partition plate which is attached to the entire circumference in parallel with the outer peripheral wall surface of the nozzle. Erosion prevention device.
【請求項4】 請求項3記載の蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置において、ノズル翼の流出角度をα、ノズ
ル翼後縁から動翼前縁までの軸方向距離をA、動翼半径
をBとしたとき、仕切板端のノズル翼後縁点での半径位
置Rを、 【数1】 となるように設定したことを特徴とする蒸気タービンの
エロージョン防止装置。
4. The steam turbine erosion prevention device according to claim 3, wherein the outflow angle of the nozzle blade is α, the axial distance from the nozzle blade trailing edge to the blade leading edge is A, and the blade radius is B. At this time, the radial position R at the trailing edge of the nozzle blade at the partition plate end is given by An erosion preventive device for a steam turbine, characterized by being set as follows.
【請求項5】 請求項3または4記載の蒸気タービンの
エロージョン防止装置において、2枚以上のノズル翼、
これらのノズル翼に設けられる仕切板およびノズル内外
輪が精密鋳造によって一体に製作されており、これらノ
ズル翼、仕切板およびノズル内外輪が周方向で結合さ
れ、かつ前記仕切板同士はノズル翼の腹側面と背側面と
の両方に突出した部分で結合されてタービンノズルを構
成していることを特徴とする蒸気タービンのエロージョ
ン防止装置。
5. The steam turbine erosion prevention device according to claim 3, wherein two or more nozzle blades are provided.
The partition plate and the nozzle inner and outer rings provided on these nozzle blades are integrally manufactured by precision casting, and the nozzle blade, the partition plate and the nozzle inner and outer rings are joined in the circumferential direction, and the partition plates are the nozzle blades. An erosion preventive device for a steam turbine, characterized in that it is connected to both the ventral side surface and the back side surface by a protruding portion to form a turbine nozzle.
【請求項6】 請求項1記載の蒸気タービンのエロージ
ョン防止装置において、水滴流れ規制手段として、ノズ
ル翼の腹側面と背側面とを貫通する孔を穿孔し、この貫
通した孔のノズル翼背側面における開口部をノズル翼の
外周側に向けはことを特徴とする蒸気タービンのエロー
ジョン防止装置。
6. The erosion prevention device for a steam turbine according to claim 1, wherein a hole penetrating a ventral side surface and a back side surface of the nozzle blade is bored as the water drop flow restricting means, and the penetrating surface of the nozzle blade backside surface. An erosion preventive device for a steam turbine, characterized in that an opening portion of the steam turbine is directed toward an outer peripheral side of a nozzle blade.
JP3884695A 1995-02-27 1995-02-27 Erosion preventing device for steam turbine Pending JPH08232604A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3884695A JPH08232604A (en) 1995-02-27 1995-02-27 Erosion preventing device for steam turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3884695A JPH08232604A (en) 1995-02-27 1995-02-27 Erosion preventing device for steam turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08232604A true JPH08232604A (en) 1996-09-10

Family

ID=12536572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3884695A Pending JPH08232604A (en) 1995-02-27 1995-02-27 Erosion preventing device for steam turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08232604A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506841A (en) * 2007-12-20 2011-03-03 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Rotor erosion protection shield plate
JP2012241607A (en) * 2011-05-19 2012-12-10 Toshiba Corp Steam turbine
WO2013027239A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 株式会社 日立製作所 Axial flow turbine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011506841A (en) * 2007-12-20 2011-03-03 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Rotor erosion protection shield plate
JP2012241607A (en) * 2011-05-19 2012-12-10 Toshiba Corp Steam turbine
WO2013027239A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 株式会社 日立製作所 Axial flow turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6499285B1 (en) Particle separator for a gas turbine engine
EP1621741B1 (en) Gas turbine system
JP2007315385A (en) Airfoil and method for removing moisture and injecting steam
JP2009138540A (en) Steam turbine and moisture removing structure for steam turbine stage
EP2131011A2 (en) Particle resistant in-wall cooling passage inlet
JP2020139424A (en) Turbine stationary blade and steam turbine
JPH08232604A (en) Erosion preventing device for steam turbine
JPS63263204A (en) Erosion prevention device for turbine blade
JPH0326802A (en) Stationary blade apparatus of steam turbine
JP3815143B2 (en) Steam turbine
JP2753237B2 (en) Stationary structure of steam turbine
JP3862893B2 (en) Drain separation structure of steam turbine
JP2005299680A (en) Axial-flow turbine blade
JP3630740B2 (en) Drain discharge device for steam turbine
JP2003027903A (en) Device for removing moisture in steam turbine
JP7429296B2 (en) Turbine vanes and steam turbines
JPH0925803A (en) Drain removal device for steam turbine
WO2023276385A1 (en) Turbine stator vane and steam turbine
JPS63117105A (en) Moisture removing device for blade cascade of steam turbine
JP4101358B2 (en) Turbine vane
JPS59101504A (en) Gas turbine blade apparatus
JPH1122410A (en) Moisture content separation device of steam turbine and its manufacture
JPH08200007A (en) Moisture removing device of steam turbine
JPH1122474A (en) Scroll for ceramic turbine
JPH0326803A (en) Moist steam turbine stage